안녕하세요. 김지호 전문가입니다.

안녕하세요.식물이 햇빛이 비치는 방향을 알아내어 줄기를 그쪽으로 굽히는 현상을 굴광성이라고 하는데요 이는 식물이 빛을 감지하고 그에 따라 성장 방향을 조절하는 생리적 반응입니다. 식물 세포에는 포토트로핀이라는 청색광 수용체 단백질이 존재하는데요 이 단백질은 빛, 특히 파장이 짧은 청색광을 감지하면 구조가 변하면서 신호 전달 과정을 시작합니다. 이때 빛이 한쪽 방향에서만 들어오면, 식물의 줄기 끝부분인 생장점에서 빛을 받는 쪽과 받지 않는 쪽 사이에 생리적 차이가 발생합니다. 이 과정에서 중요한 역할을 하는 물질이 바로 식물 호르몬인 옥신인데요 옥신은 원래 줄기 끝에서 만들어져 아래쪽으로 이동하여서 세포의 신장을 촉진하는 역할을 합니다. 그런데 빛이 한쪽에서 들어오면 옥신이 빛을 받는 쪽보다 빛을 받지 않는 반대쪽으로 더 많이 이동하게 되며 그 결과, 빛을 받지 않는 쪽의 세포가 더 많이 길어지게 되고, 양쪽의 성장 속도 차이 때문에 줄기가 자연스럽게 빛이 있는 방향으로 휘어지게 되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.나일론은 인공적으로 합성한 고분자 물질로, 화학적으로는 폴리아마이드 계열에 속하는 합성 플라스틱인데요 이때 고분자라는 것은 작은 분자들이 반복적으로 길게 연결되어 매우 긴 사슬 구조를 이루는 물질을 의미하며, 나일론의 경우 분자 사슬 안에 아마이드 결합이 반복적으로 포함되어 있다는 점이 특징입니다. 이러한 구조 덕분에 나일론은 강도가 높고 질기며, 마모에 강하고 비교적 가벼운 성질을 가집니다. 또한 열을 가하면 부드러워지고 식히면 다시 단단해지는 열가소성 성질을 가지고 있어 섬유뿐 아니라 다양한 산업용 부품으로도 쉽게 가공할 수 있습니다.이러한 나일론은 1930년대 미국의 화학 기업인 DuPont에서 개발되었으며, 특히 화학자 Wallace Carothers의 연구를 통해 상업화되었는데요 당시에는 실크와 같은 천연 섬유를 대체할 수 있는 인공 섬유의 개발이 큰 과제였는데, 나일론은 강도와 내구성이 뛰어나면서도 대량 생산이 가능했기 때문에 혁신적인 발명으로 평가받았습니다. 나일론을 만드는 주된 재료는 대부분 석유에서 얻은 화학 물질이며 대표적인 종류인 나일론 6,6은 헥사메틸렌디아민과 아디프산이라는 두 가지 단량체가 서로 반응하여 만들어집니다. 이 반응은 축합중합 반응으로, 두 분자가 결합하면서 물이 빠져나가고 아마이드 결합이 형성되며 긴 고분자 사슬이 만들어집니다. 또 다른 종류인 나일론 6은 카프로락탐이라는 한 가지 물질이 고리 열림 중합 반응을 통해 길게 이어지면서 생성됩니다. 즉 나일론은 석유를 기반으로 한 합성 고분자 물질이라고 보시면 됩니다. 감사합니다

안녕하세요.새가 하늘을 자유롭게 날 수 있는 이유는 날개를 가지고 있다는 점과 함께, 비행이라는 기능을 중심으로 신체 전반이 진화적으로 통합 설계된 결과입니다. 새의 날개는 본질적으로 앞다리가 변형된 것인데요 공룡에서 새로 이어지는 진화 과정에서 앞다리는 점차 길어지고, 손가락 수는 줄어들며, 뼈가 서로 융합되어 공기 저항을 줄이고 강도를 높이는 방향으로 변화했습니다. 즉 날개는 단순히 공기를 휘젓는 도구가 아니라, 공기의 흐름을 조절해 위쪽과 아래쪽의 압력 차이를 만들고, 그 결과 양력을 발생시키는 정교한 구조인데요 즉 새는 근육의 힘으로 위로 날아오르는 것이 아니라, 날개의 형상과 각도를 이용해 공기 자체를 활용해 떠 있는 것입니다. 이와 함께 새의 뼈는 속이 빈 구조를 가지고 있어 무게는 줄이면서도 형태적 강도는 유지할 수 있습니다. 감사합니다.